食品分離技術練習題

1、食品分離技術：是指各種分離技術（包括物理、化學的以及物理化學的）在食品科學及食品工程中的應用。食品分離技術的重要性： 食品分離技術是食品工業(yè)的基礎。是食品生產(chǎn)的主要工序。如茶葉提取、糖的精制，植物油提取。 提高食品原料的綜合利用程度。 保持和改進食品的營養(yǎng)和風味。 去除原料和產(chǎn)品中的有害成分，使之符合食品衛(wèi)生要求。 改變食品行業(yè)的生產(chǎn)面貌。食品分離過程的特點： 分離對象種類繁多，結構復雜； 產(chǎn)品質(zhì)量與分離過程關系密切； 食品安全性要求分離技術效率高，選擇性強； 為防止食品分離過程中發(fā)生腐敗，需要控制分離條件，縮短分離時間食品分離方法的確定： 查找待分離組分的基本性質(zhì)； 選擇和確立對該組分進行定

2、性定量測定的方法; 了解原料的特性及待分離組分的含量等性質(zhì)； 確立所用分離技術及對分離條件進行實驗選擇; 對分離效果進行評價； 中試和工業(yè)放大設計。分離技術工業(yè)化前景的評價： 分離效率及其選擇性；產(chǎn)品質(zhì)量；產(chǎn)品安全性;生產(chǎn)工藝的簡化；生產(chǎn)成本。沉淀分離的目的： 通過沉淀使目標成分達到濃縮和去雜質(zhì)的目的; 通過沉淀使已純化的產(chǎn)品由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。沉淀分離通常的方法： 無機沉淀劑沉淀分離：以鹽類作為沉淀劑 有機沉淀劑沉淀分離：以有機溶劑作為沉淀劑 非離子多聚體沉淀劑沉淀分離 等電點沉淀法 共沉淀分離法 變性沉淀分離法：使目標成分變性鹽析法的原理當鹽濃度較高時，鹽離子與水分子作用，使水的活度降低，原來

3、溶液中大部分的自由水轉變?yōu)辂}離子的水化水，從而降低蛋白質(zhì)極性基團與水分子之間的作用，破壞蛋白質(zhì)分子表面的水化層，使之聚集沉淀影響鹽析效果的因素 蛋白質(zhì)濃度的影響高濃度的蛋白溶液，可減少鹽的用量；但共沉現(xiàn)象嚴重。用低濃度蛋白溶液進行鹽析，需用較多的鹽，共沉作用較輕。 離子強度的影響高鹽濃度則鹽析，離子強度越大，蛋白質(zhì)的溶解度越低。 離子類型對鹽析效果的影響鹽析劑種類很多，不同種類的鹽對蛋白溶解度的影響是不同的；離子半徑小且電荷高的離子對鹽析作用的影響較強，離子半徑較大而電荷低的離子影響較弱；不同種類的鹽對溶解度的影響，主要是對Ks值的影響，Ks值越大，該鹽的鹽析效果越好。 溫度的影響溫度是影響溶

4、質(zhì)溶解度的重要因素，升高溫度可以增加許多無機鹽和小分子有機化合物的溶解度；但在高鹽濃度中，蛋白質(zhì)等生物大分子物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高反而減小 PH值對鹽析效果的影響B(tài)值除與蛋白質(zhì)和溫度有關外，還與pH有關；鹽析pH的選擇要以不降低產(chǎn)物的活性為原則；由于蛋白質(zhì)在等電點時最易沉淀，故可選擇等電點的pH作為鹽析pH2什么是等電點兩性電解質(zhì)在不同PH值的溶液中具有不同的解離狀態(tài)，電荷情況也不同，能使兩性電解質(zhì)處于荷電性為零的PH值，極為該兩性電解質(zhì)的等電點，通常以PI表示。等電點沉淀基本原理蛋白質(zhì)處于等電點時，其凈電荷為零，由于相鄰蛋白質(zhì)分子之間沒有靜電斥力而趨于聚集沉淀。因此在其他條件相同時，它的溶

5、解度達到最低點。在等電點以上或以下的pH時，蛋白質(zhì)分子攜帶同種符號的凈電荷而相互排斥，阻止了單個分子聚集成沉淀，因此溶解度較大。等電點是如何確定的PI=1/2（PK1+PK2）生物大分子的分離和除雜、提純的其它沉淀分離方法：變性沉淀法生成鹽類復合物沉淀法非離子型聚合物沉淀法超臨界流體是指熱力學狀態(tài)處于臨界點CP（Pc、Tc）之上的流體（臨界點是氣、液界面剛剛消失的狀態(tài)點）。超臨界流體的性質(zhì)特征：超臨界流體的P-VT性質(zhì)稍高于臨界點溫度的區(qū)域，壓力稍有變化，即引起密度的很大變化，這時，超臨界流體密度已接近于該物質(zhì)的液體密度，而此時的狀態(tài)仍為氣態(tài)，因此，超臨界流體具有高的擴散性，與液體溶劑萃取相比

6、，其過程阻力大大降低超臨界流體的傳遞性質(zhì)由于超臨界流體的自擴散系數(shù)大，粘度小，滲透性好，與液體萃取相比，可以很快地完成傳質(zhì)，達到平衡，促進高效分離過程的實現(xiàn)超臨界流體的溶解能力超臨界流體的溶解能力，與密度有很大關系，在臨界區(qū)附近，操作壓力和溫度的微小變化，會引起流體密度的大幅度變化，因而也將影響其溶解能力。超臨界流體的萃取選擇性對萃取劑的要求：按相似相溶原則，選用的超臨界流體與被萃取物質(zhì)的化學性質(zhì)越相似，溶解能力就越大。從操作角度看，使用超臨界流體為萃取劑時的操作溫度越接近臨界溫度，溶解能力也越大。利用超臨界流體完成萃取過程的基本原理是什么在流體的臨界溫度點附近，壓力的微小變化，都會引起密度的

7、較大變化。且密度越高，對物質(zhì)的溶解能力就越高。因此，超臨界流體萃取技術就是利用超臨界流體的這種密度變化的特性，控制適當?shù)牟僮鳁l件，在高密度條件下（高壓、低溫）下，將帶分離組分萃取出來，然后改變操作條件（稍提溫或降壓），將待分離組分分析出得以分離。超臨界流體萃取特征有那些。 超臨界流體的溶解能力隨著其密度的增大而提高，因此，通過改變超臨界流體的密度，可將待分離成分萃取和分離。在接近臨界點處只要溫度和壓力有微小的變化，超臨界流體的溶解度和密度都會有較大的變化。萃取過程完成后，超臨界流體由于狀態(tài)的改變，易從分離成分中脫出，不給原料造成污染，因此適于食品和醫(yī)藥等行業(yè)。萃取劑臨界溫度適中、化學性質(zhì)穩(wěn)定、

8、無腐蝕性，適用于熱敏和易氧化成分的分離。屬高壓技術，需要相應的高壓設備超臨界C02乍為萃取劑與常規(guī)的有機溶劑相比的優(yōu)點（采用原因）： 可以在接近室溫（35-40C）及CO2氣體籠罩下進行提取，有效地防止了熱敏性物質(zhì)的氧化和逸散，完整保留生物活性，而且能把高沸點，低揮發(fā)渡、易熱解的物質(zhì)在其沸點溫度以下萃取出來。 CO2化學性質(zhì)穩(wěn)定，無毒無害，不易燃易爆。 控制工藝參數(shù)可以分離得到不同的產(chǎn)物，可用來萃取多種產(chǎn)品，而且原料中的重金屬、無機物、塵土等都不會被CO2溶解帶出。 能耗少；熱水、冷水全都是閉路循環(huán)，無廢水、廢渣排放。CO2也是閉路循環(huán)，僅在排料時帶出少許，不會污染環(huán)境。 全過程不用有機溶劑，

9、因此萃取物絕無殘留溶媒，同時也防止了提取過程對人體的毒害和對環(huán)境的污染，100%的純天然，符合當今“綠色環(huán)保”、“回歸自然”的高品位追求結合P31頁圖3-3說明超臨界流體萃取的典型流程。P31等溫變壓法：控制系統(tǒng)的溫度。超臨界萃取是在產(chǎn)品溶質(zhì)溶解度為最大時的溫度下進行。然后萃取液通過熱交換器使之冷卻。將溫度調(diào)節(jié)可以在分離器中加以收集。溶劑可經(jīng)再壓縮進入萃取器循環(huán)使用。等壓變溫法：控制系統(tǒng)的壓力。富含溶質(zhì)的萃取液經(jīng)減壓閥降壓。溶質(zhì)可在分離器中分離收集。溶劑也經(jīng)再壓縮循環(huán)使用或者徑直排放吸附法：在定壓絕熱條件下，溶劑在萃取器中萃取溶質(zhì)。然后借助合適的吸附材料如活性炭等以吸收萃取液中的溶劑。5舉例說

10、明超臨界流體萃取技術在食品工業(yè)中的應用。 動植物油的萃取分離：超臨界法：萃取率高，選擇性好，無溶劑殘留，無污染;工藝簡單，只需控制溫度和壓力即可得到不同組分的產(chǎn)物。脫咖啡因啤酒花萃取食品原料處理魚油中DHA的提取生化制品及天然產(chǎn)物提取二氧化碳超臨界萃取大蒜素膜分離法：利用膜的選擇性（孔徑大?。?，以膜的兩側存在的能量差作為推動力，由于溶液中各組分透過膜的遷移率不同而實現(xiàn)分離的一種技術。膜分離技術特點： 高效的分離過程低能耗接近室溫的工作溫度純物理過程，品質(zhì)穩(wěn)定性好連續(xù)化操作，靈活性強環(huán)保，無污染投資少什么叫滲透，滲析，對應的分離方法有那些滲透：當利用半透膜把兩種不同濃度的溶液隔開時，濃度較低的溶

11、液中的溶劑（如水）自動地透過半透膜流向濃度較高的溶液，直到化學位平衡為止的現(xiàn)象。電滲透、熱滲透、滲透、反滲透。滲析：又稱透析。一種以濃度差為推動力的膜分離操作，利用膜對溶質(zhì)的選擇透過性，實現(xiàn)不同性質(zhì)溶質(zhì)的分離。即利用半透膜能透過小分子和離子但不能透過膠體粒子的性質(zhì)從溶膠中除掉作為雜質(zhì)的小分子或離子的過程。電滲析、熱滲析、壓滲析、滲析。反滲透的分離技術基本原理：若在一選擇性膜的兩邊分別放入純?nèi)軇〢和含溶質(zhì)的稀溶液B,在等溫、等壓的起始條件下,因純?nèi)軇〢的化學位卩AL大于稀溶液中溶劑的化學位卩AR,此時溶劑向稀溶液側滲透，此過程為濃度差作用下的滲透。隨著溶劑的滲透，稀溶液側液面升高,靜壓力增大，化

12、學位上升，當達到滲透平衡時，稀溶液側液面上升位能pgh為稀溶液的滲透壓，用n表示。若在稀溶液側施加一大于n的靜壓，使卩AR和AL,溶劑便向純?nèi)芤簜葷B透，此過程即為反滲透。其必須滿足的兩個條件是：一個擇性透過膜和一個大于滲透壓的靜壓差。影響反滲透操作的因素有那些。58-59超濾分離技術的基本原理：超濾實際上是減壓過濾，它是在減壓條件下，使樣品通過具有一定孔徑的半透膜，大分子和不容物留在膜上并與小分子的待測組分分離。與反滲透類似，越濾的推動力也是壓差，在溶液側加壓，使溶劑透過膜而得到分離。與反滲透不同的是，在超濾過程中，小分子溶質(zhì)將隨同溶劑一起透過超濾膜。在超濾中，其分離的物理因素較物化因素更為重

13、要。超濾適用于1-50nm的生物大分子的分離，如蛋白質(zhì)、病毒等。操作壓力常為結合P71-73頁圖5-5到5-9說明實驗室膜分離裝置的歸屬。P70-73反滲透和超濾技術的共同點和區(qū)別分別是什么共同點：原理相同，半滲透膜不同點：超物理因素重要，反物化因素重要；超包括篩分過濾作用和選擇性滲透作用，反只有后者；超濾膜孔徑稍大，操作壓力較低。舉例說明反滲透及超濾技術的工業(yè)化應用。超濾膜分離技術應用領域超濾膜的應用也十分廣泛反滲透預處理、飲用水制備；制藥、色素提?。魂枠O電泳漆和陰極電泳漆的生產(chǎn)；電子工業(yè)高純水的制備、工業(yè)廢水的處理。主要應用實例：純水的制備。超濾技術廣泛用于水中的細菌、病毒和其他異物的除去

14、，用于制備高純飲用水、電子工業(yè)超凈水和醫(yī)用無菌水等。食品工業(yè)中的廢水處理。在牛奶加工廠中用超濾技術可從乳清中分離蛋白和低分子量的乳糖。在醫(yī)藥和生化工業(yè)中用于處理熱敏性物質(zhì)，分離濃縮生物活性物質(zhì)，從生物中提取藥物等。汽車、家具等制品電泳涂裝淋洗水的處理。汽車、家具等制品的電泳涂裝淋洗水中常含有1%2%的涂料（高分子物質(zhì)），用超濾裝置可分離出清水重復用于清洗，同時又使涂料得到濃縮重新用于電泳涂裝。果汁、酒等飲料的消毒與澄清。應用超濾技術可除去果汁的果膠和酒中的微生物等雜質(zhì)，使果汁和酒在凈化處理的同時保持原有的色、香、味，操作方便，成本較低。造紙廠的廢水處理。濃差極化：在反滲透過程中，由于水不斷地透

15、過膜，引起膜表面附近的溶液濃度升高，從而在膜的高壓一側溶液中，從膜表面到主體溶液之間形成一個濃度梯度，引起溶質(zhì)從濃的部分向淡的部分擴散，這一現(xiàn)象即為濃差極化。濃差極化會導致滲透壓增加，從而使得有限操作壓力減少。膜分離在食品工業(yè)中的應用：A飲料工業(yè)中的應用：果汁的預濃縮（反滲透CA膜）、果汁的澄清（超濾CA聚砜）；B乳液工業(yè)中干酪用脫脂乳的濃縮（反滲、超濾）；C豆制品工業(yè)：大豆蛋白的回收（超濾、反滲透）；D純水制造工業(yè)中：雜質(zhì)去除與純水獲?。ǚ?、超、為、滲析）；E其他工藝：淀粉加工、蛋白質(zhì)回收（反、超）、酒精澄清殺菌（反）反滲透膜組件的幾種形式：卷式、極框式、中空纖維式、管式。管式和中空纖維式又

16、可分為內(nèi)壓式（膜涂于管內(nèi)，料液由管內(nèi)走）和外壓式（膜涂于管外，料液走管外間隙）結晶：指物質(zhì)從液態(tài)（溶液或熔融體）或蒸汽形成晶體的過程。是獲得純凈固態(tài)物質(zhì)的重要方法之一。晶體：是質(zhì)點（分子、原子或離子）在空間有規(guī)則地排列的固體物質(zhì)。晶面：圍繞晶體的天然平面晶棱：兩個晶面的交線晶胞：組成空間點陣結構的基本單位成為晶胞。晶體就是由許多晶胞密集堆砌而成的。晶格：假設通過原子結點的中心劃出許多空間直線所形成的空間格架。液晶：某些液體的內(nèi)部結構和固態(tài)晶體一樣，明顯具有規(guī)律性的空間排列，這種晶體稱為液晶。2.不同有機物形成的晶體有什么不同。P135-136有機酸，單糖，核苷酸，氨基酸，維生素，輔酶：相對分子

17、量小，結構簡單，分子型或離子型晶體多糖、蛋白質(zhì)、酶、核酸：M大，結構復雜，分子不易定向聚集，難獲結晶。支鏈少、對稱性好比反之易結晶。分子越大越南結晶3.形成晶體的條件有那些。P135-138物質(zhì)的性質(zhì)（M小，支鏈少，對稱性好），溶質(zhì)的純度（雜質(zhì)含量越低越利于結晶），溶液的飽和度（過飽和區(qū)內(nèi)形成晶核，飽和區(qū)內(nèi)生長），溶劑的選擇（不與結晶成分反應，有較大溫度系數(shù)，利于除雜，操作方便、安全、回收、成本。）常用工業(yè)化結晶方法有那些。蒸發(fā)濃縮結晶法、加沉淀劑結晶法、溫差結晶法、其他食鹽；味精；砂糖；（蒸發(fā)濃縮結晶法）溶菌酶；蛋白質(zhì)；酶（加沉淀劑結晶法）；活性木瓜酶（結晶衍生物法）。分子蒸餾與精餾有什么區(qū)

18、別。P143-144分子蒸餾是一種特殊的液液分離技術，能在極高真空下操作，它依據(jù)分子運動平均自由程的差別，能使液體在遠低于其沸點的溫度下將其分離，特別適用于高沸點、熱敏性及易氧化物系的分離。分子蒸餾技術的特點： 操作溫度低：常規(guī)蒸餾是靠不同物質(zhì)的沸點差進行分離的，而分子蒸餾是靠不同物質(zhì)的分子運動平均自由程的差別進行分離的，也就是說后者在分離過程中，蒸氣分子一旦由液相中逸出（揮發(fā)）就可實現(xiàn)分離，而并非達到沸騰狀態(tài)。因此，分子蒸餾是在遠離沸點下進行操作的。 蒸氣壓強低：由分子運動平均自由程公式可知，要想獲得足夠大的平均自由程必須通過降低蒸餾壓強來獲得。 受熱時間短：鑒于分子蒸餾是基于不同物質(zhì)分子運

19、動平均自由程的差別而實現(xiàn)分離，因而裝置中加熱面與冷凝面的間距要小于輕分子的運動平均自由程（即間距很?。?，這樣，由液面逸出的輕分子幾乎未發(fā)生碰撞即達到冷凝面所以受熱時間很短。 不可逆性：普通蒸餾是蒸發(fā)與冷凝的可逆過程，液相和氣相間可以形成互相平衡狀態(tài)。而分子蒸餾過程中，從蒸發(fā)表面逸出的分子直接飛射到冷凝面上，中間不與其它分子發(fā)生碰撞，理論上沒有返回蒸發(fā)面的可能性，所以，分子蒸餾是不可逆的。 沒有沸騰鼓泡現(xiàn)象：普通蒸餾有鼓泡、沸騰現(xiàn)象。分子蒸餾是液層表面上的自由蒸發(fā)，在低壓力下進行，液體中無溶解的空氣，因此在蒸餾過程中不能使整個液體沸騰，沒有鼓泡現(xiàn)象。 分離程度及產(chǎn)品收率高：分子蒸餾常常用來分離常

20、規(guī)蒸餾難以分離的物質(zhì)，而且就兩種方法均能分的物質(zhì)而言，分子蒸餾的分離程度更高。從兩種方法相同條件下的揮發(fā)度不同可以看出這一點。無毒、無害、無污染、無殘留：可得到純凈安全的產(chǎn)物，且操作工藝簡單，設備少。分子蒸餾技術相關參數(shù)：薄膜厚度、停留時間（名義停留時間直接取決于：加熱面長度、物料粘度、表面載荷、要求的產(chǎn)量。一般停留時間為10-25s。）、蒸發(fā)量分子運動的平均自由程：任一分子在運動過程中都在不斷變化自由程，而在一定的外界條件下，不同物質(zhì)的分子其自由程各不相同。在某時間間隔內(nèi)自由程的平均值稱為平均自由程。結合圖9-1；9-2簡單說明其流程。P145分子蒸餾裝置的組成部分：加熱器、補集器、高真空系

21、統(tǒng)分子蒸餾設備的種類：降膜式分子蒸餾釜、刮極式短程蒸餾器、離心式分子蒸餾釜舉例說明分子蒸餾在食品工業(yè)中有那幾個方面的應用。P147-148不同沸點產(chǎn)品的分離：如脂肪酸甘油單酯的分離：脂肪酸甘油三酯的水解產(chǎn)物由甘油單酯和甘油雙酯組成，如何分離得到甘油單酯呢可以采用分餾方法嗎從混合物中分離低含量組分：采用二級分子蒸餾，可以從油中分離VA或VE從蒸餾殘液中分離微量的揮發(fā)性組分：采用二級分子蒸餾可以對香料除臭等。熱敏性物質(zhì)的濃縮、提純典型應用：從魚油中提取DHA和EPA天然及合成維生素E的提取等。此外，分子蒸餾技術還用于提取天然辣椒紅色素、?-亞麻酸、精制羊毛酯以及卵磷脂、酶、維生素、蛋白質(zhì)等的濃縮。

22、吸附是如何產(chǎn)生的吸附力的本質(zhì)是什么P160影響吸附過程因素：吸附劑性質(zhì)，吸附物性質(zhì)、溶液pH的影響、溫度的影響、其它組分的影響 吸附劑性質(zhì)：吸附容量（a比表面，b空隙度）吸附速度（a粒度，b孔徑分布）機械強度（使用壽命） 吸附物性質(zhì):a表面張力降低的物質(zhì)b溶質(zhì)在易溶解的溶劑中吸附量小c極性吸附劑易吸附極性物質(zhì)d同系物極性越小，越易被非極性吸附劑吸附 溶液pH的影響（解離度） 溫度的影響（吸附熱，溶解度） 其它組分的影響（促進/干擾/互不影響）大網(wǎng)格吸附劑的應用：工業(yè)廢水處理、食品添加劑的分離精制、化學制品的脫色、血液的凈化等、提取各種有機化合物。用于中草藥有效成分、維生素和抗菌素等的分離提純以

23、及天然產(chǎn)物的分離常用的吸附操作技術親和吸附、參數(shù)泵吸附、變壓吸附微膠囊化技術：指將固體、液體或氣體包埋在微小而密封的膠囊中，使其只有在特定條件下才會以控制速率釋放的技術。以最大限度保持原有的色香味、性能、生物活性，防止營養(yǎng)物質(zhì)被破壞。微膠囊的功能 粉末化：將不易加工貯存的氣體、液體原料固體化，從而提高其溶解性、流動性和貯藏穩(wěn)定性,如粉末香精、粉末食用油脂、粉末乙醇等。例如:將液體油脂作為心材,選擇適當?shù)谋诓?運用微膠囊技術就可產(chǎn)生出固體粉末油脂,非常方便地添加于各種食品原料中。有報導說,在國外,目前約有數(shù)十種微膠囊產(chǎn)品的粉末油脂作為食品工業(yè)原料,應用于各類營養(yǎng)保健食品或功能型食品。 降低揮發(fā)性

24、：防止風味成分的揮發(fā)，減少風味損失。 降低毒性：減少食品添加劑的毒理作用等，如硫酸亞鐵阿司匹林等藥物包裹后，可通過控制釋放速度來減輕對腸胃副作用。對于制藥工業(yè)來說，可采用微膠囊技術制造靶制劑，達到定向釋放效果。 提高物質(zhì)的穩(wěn)定性（易氧化，易見光分解，易受溫度或水分影響的物質(zhì)）：許多食品添加劑制成微膠囊產(chǎn)品后,由于有壁材的保護,能夠防止其氧化,避免或降低紫外線、溫度和濕度等方面的影響,確保營養(yǎng)成分不損失,特殊功能不喪失。 能使不相容成分均勻地混合：運用微膠囊技術，將可能相互反應的組分分別制成微膠囊產(chǎn)品,使它們穩(wěn)定在一個物系中,各種有效成份有序地釋放,分別在相應時刻發(fā)生作用,以提高和增進食品產(chǎn)品的

25、風味和營養(yǎng)。例如:有些粉狀食品對酸味劑十分敏感。因為酸味劑吸潮會引起產(chǎn)品結塊;并且酸味劑所在部位pH值變化很大,導致周圍色澤變化,使整包產(chǎn)品外觀不雅。將酸味劑微膠囊化以后,可延緩對敏感成分的接觸和延長食品保存期限。 掩味：某些營養(yǎng)物質(zhì)具有令人不愉快的氣味或滋味，這些味道可以用微膠囊技術加以掩蔽。這種微膠囊產(chǎn)品在口腔里不溶化,而在消化道中才溶解,釋放出內(nèi)容物,發(fā)揮營養(yǎng)作用。 隔離活性成分：能保持食品中微量營養(yǎng)素和生理活性物質(zhì)對人體的活性作用。 控制心材釋放和作用的時間和數(shù)量：微膠囊產(chǎn)品經(jīng)由預先設計的溶解和釋放的機理,可提供特殊的釋放方式?？梢赃x用那些物質(zhì)作為微膠囊的壁材微膠囊理想壁材的特點： 高

26、濃度時有良好的流動性 能乳化心材形成穩(wěn)定乳化體系 易干燥及易脫溶 良好溶解性 可食性性與經(jīng)濟性如1碳水化合物（麥芽糊精、玉米淀粉糖漿：這兩種碳水化合物本身不具備乳化能力,成膜能力也差,但它們具有高濃度時低粘度的特點,因此如果與其他具有乳化性的壁材配合后,可提高體系的固形物濃度,有利于降低干燥能耗,減少生產(chǎn)成本。環(huán)糊精：也不具備乳化能力,但其分子中疏水性空腔能同具有一定大小與形狀的疏水性分子形成穩(wěn)定的非共價復合物,從而起到穩(wěn)定心材,掩蓋心材異味的作用。殼聚糖主要用在復凝聚法微膠囊技術,纖維素及其衍生物主要用在水溶性食品添加劑如甜味劑、酸味劑以及酶或細胞的包埋劑。蔗糖具有溶解速度快、熱穩(wěn)定性高、價

27、格低、來源廣的特點,常被用來作為微膠囊的壁材,以往的研究主要限于在擠壓法、共結晶兩種微膠囊化工藝中使用,最近已開始有將蔗糖用作噴霧干燥法微膠囊工藝的壁材的報道。具有乳化性能的碳水化合物只有辛?；晁狨セ冃缘矸?這種淀粉分子結構中同時包含親水親脂基團,因此具備乳化心材的能力，且已被FDA正式批準使用，它還具備高固形物濃度時低粘度的特點，比傳統(tǒng)的阿拉伯膠具有更強的優(yōu)越性。）2 膠質(zhì)（海藻膠、瓜兒膠、卡拉膠可分別用于高脂食品,風味料,湯料與果汁等的包埋劑。阿拉伯膠由于含有約1%左右具乳化性的蛋白質(zhì),能夠乳化心材,而且溶解性能好,因此在微膠囊技術中用途最為廣泛,研究最多,它主要應用在風味料的微膠囊

28、化技術中,但阿拉伯膠的來源價格高且供應不穩(wěn)定。黃原膠是一種微生物多糖,雖然和海藻膠、瓜兒膠、卡拉膠一樣不具乳化能力,但它在溶液中粘度較大,利于改善乳狀液的流變性,增加乳化體系的穩(wěn)定性,另外在體系固形物含量較低時添加適量的黃原膠,可以提高進料粘度,這對于噴霧干燥過程中形成較大的霧滴十分有利,因此在體系中使用黃原膠有利于微膠囊化工藝過程的實現(xiàn),便于降低生產(chǎn)成本,黃原膠來源廣,其價格與其他膠質(zhì)相比也不算貴,因此黃原膠是較為實用的一種微膠囊壁材輔料。）3 脂質(zhì)（脂質(zhì)一般用作噴霧冷卻法微膠囊工藝的壁材,主要用于水溶性材料或固體物質(zhì)等的微膠囊技術,以它為壁材的微膠囊產(chǎn)品在水中不溶解但具有一定條件釋放的功能

29、。卵磷脂應用于微膠囊技術的主要在于它在較低溫度下就可形成卵磷脂膠束,因而可用于生物活性物質(zhì)如酶類的微膠囊。卵磷脂作為乳化劑與其他壁材如聚乙烯復配可對甜味劑、風味料等進行微膠囊化,作為一種營養(yǎng)強化劑,它本身也已被制成微膠囊化產(chǎn)品。脂質(zhì)體微膠囊化技術主要應用在醫(yī)學上作為藥物載體,除保持藥物的生理活性外,還有定向釋放的作用,該技術對于食品工業(yè)而言尚不現(xiàn)實。）4 蛋白質(zhì)（主要在于其乳化性能,能夠在兩相界面形成有良好粘彈性的界面膜,從而有效促進微膠囊過程。研究表明乳清蛋白能與麥芽糊精配合作為奶油或揮發(fā)性良好的微膠囊化壁材。大豆蛋白是一種分子量極大的球狀蛋白,在制備O/W乳狀液時能定向吸附到油/水界面形成

30、較強的界面膜,但乳化油滴過程中其球狀結構的受熱展開使大量憎水基團暴露,導致其在水相的溶解度大大下降。因此以其為主要壁材的微膠囊產(chǎn)品溶解性能欠佳,人們在大豆蛋白功能性質(zhì)的長期研究中發(fā)現(xiàn)采用酶法改性是解決大豆蛋白溶解性的行之效的方法,即通過酶水解,打斷大豆蛋白質(zhì)的分子主鏈,一方面減小分子的大小,另一方面由于肽鍵的斷裂,使體系的親水基團大大增加,從而使分子的親水性增加,達到改善溶解性之目的。研究表明大豆分離蛋白經(jīng)酶法改性后溶解性大幅度上升,在pH>8.0后可完全溶于水中,而且尚有一定的乳化能力,因此用它來作為水溶性微膠囊化產(chǎn)品的壁材有一定的可能性。酪蛋白乳化能力很強但溶解性不夠理想,酪蛋白酸鈉

31、乳化能力與溶解性均好,但價格太高,不宜作為主要壁材使用。明膠是親水膠體,也是一種重要的蛋白源,已成為許多食品中的重要功能性成分,有許多廣泛的用途,明膠同時具備乳化性,成膜性,而且也易溶于水,符合作為膠囊壁材中蛋白源要求。另一方面,明膠還有價格低,來源廣的優(yōu)勢,更適合于工業(yè)化大生產(chǎn)中使用,實際上明膠也是微膠囊技術中至今為止用得最為廣泛的一種蛋白源。目前為止大部分報道主要集中于明膠與其他一些離子型多糖采用復凝聚法形成微膠囊。）微膠囊釋放的方式：擴散膜層破裂降解常用的微膠囊化方法有： 物理法：物理法是利用物理和機械原理的方法制備微膠囊，主要有空氣懸浮法、噴霧干燥法、包結絡合法等。 化學法：主要利用單

32、體小分子發(fā)生聚合反應生成高分子或膜材料并將芯材包覆常使用的是界面聚合法和原位聚合法。 物理化學法：通過改變條件（溫度、pH值加入電解質(zhì)等）使溶解狀態(tài)的成膜材料從溶液中聚沉出來并將芯材包覆形成微膠囊,具體有凝聚法、油相分離法、干燥浴法、熔化分散冷凝法等。 空氣懸浮法：該方法是一種適合于多種包囊材料的微膠囊化技術。其工藝過程是先將固體粒狀的囊心物質(zhì)分散懸浮在承載氣流中，然后在包囊室內(nèi)將包囊材料噴灑在循環(huán)流動的囊心物質(zhì)粒子上，囊心物質(zhì)粒子懸浮在上升的空氣流中，并靠承載氣流本身的濕度調(diào)節(jié)來對產(chǎn)品實行干燥。該方法可以使包囊材料以溶劑、水溶液乳化劑分散系統(tǒng)成熱溶物等形式包囊，通常只適用于包制固體的囊心物質(zhì)

33、，目前一般多用于香精香料以及脂溶性維生素等的微膠囊化。 噴霧干燥是食品工業(yè)中應用最普遍的一種微膠囊技術、其工藝過程經(jīng)濟且靈活，所使用的設備適應性強、產(chǎn)品質(zhì)量好。噴霧干燥法也是最古老的包埋方法之一，早在1930年就已應用于香料的包埋。噴干法是最常用和成本最低廉的微膠囊化方法。該法微膠囊造粒的原理是：首先制備乳化分散相，即把芯材分散在已液化的壁囊材中混合形成溶液，后加入乳化劑，熱分散體系經(jīng)均質(zhì)變成水包油型乳狀液，最后進行噴霧干燥即可。噴霧干燥法噴霧干燥法的工藝流程如下所示：囊材和囊心物質(zhì)一混合一均質(zhì)、乳化一乳化液T在熱空氣中霧化和干燥一脫水一微膠囊產(chǎn)品噴霧干燥的過程主要包括4個部分：預處理、乳化部

34、分、均質(zhì)部分、噴霧干燥 噴霧凝凍法（噴霧冷凍法與噴霧冷卻法）與噴霧干燥過程類似，不同點主要有以下兩點：干燥室內(nèi)空氣的溫度及包壁材料的選用。一般的噴霧干燥是用熱空氣將物料的水份蒸發(fā)，而冷卻噴霧和冷凍噴霧則是用冷空氣將干燥室內(nèi)的溫度冷卻到室溫或所需冷凍溫度，遠低于所用壁材如脂質(zhì)（硬脂酸）或蠟質(zhì)的凝固點。對于冷凍噴霧，壁材一般選用某種植物油或其衍生物，也可選用其他類型的脂肪，熔點在45C122C的硬脂酸酯具有提高微膠囊產(chǎn)品的分散性并有一定的乳化效果。冷凍噴霧最早用在固體食品添加劑的包埋，如硫酸亞鐵、酸味劑、維生素、固體香精、敏感物料及不溶于一般溶劑中的特殊物料。液態(tài)物料轉換成固態(tài)后，也能進行冷凍噴霧

35、。加工后的產(chǎn)品外形像珍珠粒，可溶于水，但芯材只能在壁材的熔點下才能釋放。由于能夠通過調(diào)節(jié)壁材的熔點控制芯材的釋放，這一技術適用于保護許多水溶性的物料，用此技術生產(chǎn)的香精應用于焙烤食品時，產(chǎn)品在烘烤受熱時，香味才能揮發(fā)出來。溶劑脫水法：這是針對上述噴霧干燥法的不足而被開發(fā)出來的一種新型的微膠囊化技術。其主要的工藝原理就是首先將含有一定包囊材料的水溶性囊心及其乳化液制成均勻的混合液，然后再將這種液體混合到一定的極性溶劑中，利用液體溶劑吸收微囊液滴中的水分從而達到干燥的目的，最終形成一種結構堅實的微型膠囊顆粒并從溶液中沉淀出來。該法的工藝流程如下所示：囊材（阿拉伯膠）和囊心物質(zhì)（調(diào)味香料）f混合f均

36、質(zhì)、乳化f乳化液f在乙醇中霧化和干燥脫水微膠囊產(chǎn)品主要特點：整個的工藝過程都是在較低的溫度下來進行的，而且還能在人為控制的純?nèi)軇┲羞M行，目前主要用于那些熱敏性且易被氧化的一些香料的粉末化生產(chǎn)?？啄D壓法：這是一種在低溫條件下進行的微囊化技術。其作用機理是首先將懸浮在一種液化了的碳水化合物介質(zhì)中的囊心物質(zhì)的混合物，經(jīng)過一系列的孔膜用壓力擠壓到一種盛有脫水液的水溶液中，當被經(jīng)過孔膜擠壓出來的這種混合物在接觸到脫水液體時，包囊材料便發(fā)生硬化并隨之包覆在囊心物質(zhì)的表面上，然后再從脫水液中分離出由于擠壓所形成的細絲，對其進行干燥并研成粉末狀，以便降低它的吸濕性，這樣便形成了初產(chǎn)品。該工藝特別適用于那些對

37、熱不穩(wěn)定的囊心物質(zhì)，其微膠囊化產(chǎn)品的貨架期明顯的高于采用其它微膠囊技術的制得的產(chǎn)品。目前該工藝主要用于生產(chǎn)微膠囊化的香科及色素等。包結絡合法：這是一種利用B-環(huán)狀糊精作為載體，在分子水平上進行包結的微膠囊化技術。B-環(huán)狀物精分于是由7個葡萄糖分子以a-1,4糖苷鍵連接成環(huán)狀，分子呈圓柱形，表面是親水區(qū)，內(nèi)有一個中空的近似圓柱形的疏水區(qū)。包結絡合反應只發(fā)生在有水的條件下,水分子占據(jù)了環(huán)狀物精分子中間的疏水區(qū),很容易被極性較低的客體分子所取代,從而進行包埋。旋轉分離法：其工藝原理是先將囊心物質(zhì)的顆?；煸谝环N純的經(jīng)過液化的包囊材料中,然后將它們傾注在一個轉盤中,使過量的液體包囊材料展開并使其形成一層比顆粒直徑還要薄的液膜,這時過量的液體包囊材料便會在霧化時形成細小的微粒,從而可以與最終的包囊產(chǎn)品相分離并加以回收,而核心粒子在離開轉盤時便會被包囊材料所包埋。包囊過的粒子可以通過冷凝或者干燥的方法來進行固化。流化床噴涂法：此法又稱為空氣懸浮包埋法。它是由美國威斯康星大學D.E.Wurster教授發(fā)明的,故通常又將這種方法稱為Wurster法。將囊心顆粒置于流化床中,通入空氣使囊心分散懸浮在承載空氣中,然后將溶解或熔化的壁材通過霧化噴頭,噴灑在循環(huán)流動的囊心粒子上,并沉淀于表面,經(jīng)過反復多次循環(huán),形成厚度適中均勻的壁膜。靜電結合法：這是一種利用靜電作用